超级账本fabric原理之gossip详解

Goosip协议

去中心化、容错和最终一致性的算法
信息达到同步的最优时间:log(N)。

功能：
节点发现
数据广播

gossip中有三种基本的操作：

• push - A节点将数据(key,value,version)及对应的版本号推送给B节点，B节点更新A中比自己新的数据
• pull - A仅将数据key,version推送给B，B将本地比A新的数据（Key,value,version）推送给A，A更新本地
• push/pull - 与pull类似，只是多了一步，A再将本地比B新的数据推送给B，B更新本地

说到底，gossip服务是处理消息的，每种类型的消息有不同的用途

消息类型

gossip服务使用不同模块处理不同类型的消息。消息类型原型在/protos/message.proto中定义。gossip中传播的消息以GossipMessage形式传递，具体的消息数据存放在GossipMessage中的Content成员中。

节点关系消息

与频道成员身份、关系和存续相关的消息类型。
AliveMessage - alive消息
MembershipRequest - 成员关系请求消息
MembershipResponse -成员关系应答消息

pull机制消息

pull进来的可以是以块数据为内容的消息，也可以是身份数据为内容的消息，下述4种消息中都有一个成员MsgType来表明这个消息中所携带的数据内容。从pull步骤上分为四种：
GossipHello - hello消息
DataDigest - 消息摘要
DataRequest - 摘要请求
DataUpdate - 摘要应答

state消息

和状态有关的消息。这里的状态指的是chain的数据状态，如一个结点所存储的块数据是否一致，可以说这里所谓的状态接近数据的意思。
StateInfo - 状态消息
DataMessage - 数据消息（block）
TransactionMessage - 交易数据;

辅助类消息

这类消息不承担具体传送传播数据的任务，而是辅助性的：
Empty - 空消息，用于结点间的Ping（来测试结点是否连通）和测试。
ConnEstablish - 用于gossip之间的握手，即任何时候一个peer想与另一个peer连接通信，都需要先发送这个消息以证明其身份。

gossip模块

主要功能

gossip部分接口

type Gossip interface {
	// Send sends a message to remote peers
	Send(msg *proto.GossipMessage, peers ...*comm.RemotePeer)
	// GetPeers returns the NetworkMembers considered alive
	Peers() []discovery.NetworkMember

	// PeersOfChannel returns the NetworkMembers considered alive
	// and also subscribed to the channel given
	PeersOfChannel(common.ChainID) []discovery.NetworkMember
	// UpdateLedgerHeight updates the ledger height the peer
	// publishes to other peers in the channel
	UpdateLedgerHeight(height uint64, chainID common.ChainID)

	// Gossip sends a message to other peers to the network
	Gossip(msg *proto.GossipMessage)
	
	// Accept returns a dedicated read-only channel for messages sent by other nodes that match a certain predicate.
	// If passThrough is false, the messages are processed by the gossip layer beforehand.
	// If passThrough is true, the gossip layer doesn't intervene and the messages
	// can be used to send a reply back to the sender
	Accept(acceptor common.MessageAcceptor, passThrough bool) (<-chan *proto.GossipMessage, <-chan proto.ReceivedMessage)

	// JoinChan makes the Gossip instance join a channel
	JoinChan(joinMsg api.JoinChannelMessage, chainID common.ChainID)

	// LeaveChan makes the Gossip instance leave a channel.
	// It still disseminates stateInfo message, but doesn't participate
	// in block pulling anymore, and can't return anymore a list of peers
	// in the channel.
	LeaveChan(chainID common.ChainID)
	
	// Stop stops the gossip component
	Stop()
}

主要模块

初始化和服务启动

消息广播

PeerA通过gossip协议广播消息，PeerB为其中一个消息接收节点。

代码应用框架

//初始化并加入通道‘A’
gossip = NewGossipInstance(15000, 1, 1000, isBoot)
gossip.JoinChan(&JoinChanMsg{}, common.ChainID("A"))
gossip.UpdateLedgerHeight(1, common.ChainID("A"))
acceptChan, _ := gossip.Accept(AcceptData, false) //AcceptData未消息选择器
	
//通过gossip的方式来发送消息
gossip.Gossip(msg *pb.GossipMessage)

注：gossip发送消息后，对端节点接收到消息，会把过滤的消息坊到accetpChan通道中。

gossip pull机制

消息类型

pull机制主要涉及四种消息类型
GossipHello - hello消息
DataDigest - 消息摘要
DataRequest - 摘要请求
DataUpdate - 摘要应答
具体pull的内容包括： 未定义消息，块消息，身份消息

初始化

pull机制的四个步骤

关键参数和函数

PullPeerNum //从PullPeerNum个节点pull数据
PullInterval //pull引擎每隔PullInterval开始一次pull同步

createBlockPuller： //创建pull.Mediator
- IngressDigFilter(大于本地高度的区块）//用来过滤digest，返回自己要同步数据的摘要
- IdExtractor: seqNumFromMsg //要同步数据的唯一标识
                    

注： IDExtractor是个接口，区块数据用块高标识；身份数据用证书或者公钥相关数据表示